JP7219790B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子を備える半導体装置に関する。

図６および図７は、従来の半導体発光装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。これらの図に示された半導体発光装置Ｘは、リードフレーム９１、ＬＥＤチップ９２、ケース９３、および透光樹脂９４を備えている。リードフレーム９１は、略一定の幅とされた２つの帯状部分からなる。リードフレーム９１の裏面は、ケース９３から露出している。ＬＥＤチップ９２は、半導体発光装置Ｘの光源であり、リードフレーム９１の一方の帯状部分に含まれるボンディング部９１ａにボンディングされている。ＬＥＤチップ９２は、リードフレーム９１の他方の帯状部分に対して、ワイヤ９５によって接続されている。

半導体発光装置Ｘの高輝度化を図るには、ＬＥＤチップ９２への投入電力を大きくする必要がある。これに伴い、ＬＥＤチップ９２から発せられる熱量が増大する。この熱は、ボンディング部９１ａを介して、半導体発光装置Ｘが実装されるたとえば回路基板に逃がすことが好ましい。しかしながら、全体が比較的小型である長矩形状とされた半導体発光装置Ｘにおいて、ケース９３に対するボンディング部９１ａの大きさを大きくすると、リードフレーム９１がケース９３から抜け落ちてしまうという問題があった。

特開２００５－３５３９１４号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、適正に小型化を図ることが可能な半導体発光装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される半導体発光装置は、第１リードフレームと、上記第１リードフレームと第１方向において離間配置された第２リードフレームと、上記第１リードフレームのダイボンディング部にボンディングされ、且つ上記第２リードフレームに導通する半導体発光素子と、半導体発光素子を開口を介して露出するように環状に囲み、半導体発光素子の光を出射方向に反射させるための枠状部を有するとともに、上記第１リードフレームおよび上記第２リードフレームを支持する樹脂製のケースと、を備え、上記第１リードフレームは、上記ダイボンディング部と一体的に設けられ、その裏面が上記ダイボンディング部の裏面より出射方向側に位置しており、平面視において上記ダイボンディング部から上記第１方向と直交する第２方向に上記枠状部と重なる領域まで延出し、上記ダイボンディング部の上記第１方向の幅よりも小さい上記第１方向の幅を有する第１延出部を具備しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第１延出部の表面を密着して覆うと共に、上記ダイボンディング部の裏面を露出させつつ上記第１延出部の上記裏面を密着して覆う第１抱え込み部を有しているとともに、上記第１延出部は、上記半導体発光素子の上記第１方向の幅よりも小さい上記第１方向の幅を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、少なくとも上記ダイボンディング部の上記第１方向における中央領域において第２方向に延びるように設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、少なくとも上記ダイボンディング部の上記第１方向における上記第２リードフレーム側の端部領域において上記第２方向に延びるように設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、少なくとも上記ダイボンディング部の上記第１方向における上記第２リードフレームと反対側の端部領域において上記第２方向に延びるように設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、複数設けられている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、その上記表面が上記ダイボンディング部と面一に形成されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記ダイボンディング部の上記裏面は上記ケースの裏面と面一である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードフレームは、第１端子部を有しており、且つ上記第１端子部以外の部分の厚みが上記第１端子部の厚み以下の厚みを有する。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２リードフレームは、その表面が上記ケースの開口から露出し、且つその裏面が上記ケースから露出する本体部と、この本体部と一体的に設けられ、その裏面が上記本体部の裏面より出射方向側に位置しており、平面視において上記本体部から上記第２方向に上記枠状部と重なる領域まで延出する第２延出部を具備しており、上記ケースは、上記枠状部により上記第２延出部の上記表面を密着して覆うと共に、上記本体部の上記裏面を露出させつつ上記第２延出部の上記裏面を密着して覆う第２抱え込み部を有している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２リードフレームは、上記本体部と一体的に設けられ、その裏面が上記本体部の上記裏面より出射方向側に位置してお
り、平面視において上記本体部から上記第１方向に延出する第３延出部を具備しており、上記ケースは、上記第３延出部の上記裏面を密着して覆う第３抱え込み部を有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２延出部と上記第３延出部とは、上記本体部を囲むように連続している。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２延出部および上記第３延出部は、その表面が上記本体部の表面と面一である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記本体部の上記裏面は上記ケースの裏面と面一である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２リードフレームは、第２端子部を有しており、且つ上記第２端子部以外の部分の厚みが上記第２端子部の厚み以下の厚みを有する。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１リードフレームおよび上記第２リードフレームは、曲げ加工のされていないリードフレームからなる。本発明の好ましい実施の形態においては、上記各延出部の先端部は、上記ケースの側面よりも内側に位置することにより上記ケースに内包されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記各延出部の上記裏面は、上記各延出部の上記表面と平行な平面を有する。本発明の好ましい実施の形態においては、上記枠状部の上記開口が矩形状である。本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは白色樹脂からなる。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、上記ダイボンディング部の上記第２方向両側に、それぞれ少なくとも１つずつ形成されている。本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１延出部は、上記ダイボンディング部の上記第２方向片側に、複数形成されているものを含む。本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の第１延出部は、上記第２方向に延出する長さが同一である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る半導体発光装置の一例を示す要部平面図である。 本発明に係る半導体発光装置の一例を示す底面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図１のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。 従来の半導体発光装置の一例を示す断面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１～図５は、本発明に係る半導体発光装置の一例を示している。本実施形態の半導体発光装置Ａは、リードフレーム１、ＬＥＤチップ２、ケース３、および透光樹脂４を備えている。半導体発光装置Ａは、長さが４ｍｍ程度、幅が１ｍｍ程度、高さが０．６ｍｍ程度の、ごく小型の長矩形状とされている。なお、図１においては、理解の便宜上、透光樹脂４を省略している。

リードフレーム１は、たとえばＣｕ、Ｎｉ、またはこれらの合金からなり、２つの部分に分割されている。図２に示すように、リードフレーム１は、裏面がケース３から露出している。このうち、比較的長手状とされた部分（第１リードフレーム）は、ボンディング部１１、複数の薄肉延出部１２、および複数の厚肉延出部１３を有している。

ボンディング部１１は、帯状とされており、表面にＬＥＤチップ２がボンディングされる部分である。薄肉延出部１２は、ボンディング部１１から延びており、本実施形態においては、その厚さがボンディング部１１の半分程度の厚さとされている。図４に示すように、薄肉延出部１２の表面は、ボンディング部１１の表面と面一とされている。薄肉延出部１１の裏面は、ボンディング部１１の裏面よりもケース３の内方に位置しており、ケース３によって覆われている。図５に示すように、厚肉延出部１３は、ボンディング部１１から延びており、その厚さがボンディング部１１と同じとされている。厚肉延出部１３の表面は、ボンディング部１１の表面と面一であり、厚肉延出部１３の裏面は、ケース３から露出している。本実施形態においては、複数の薄肉延出部１２と複数の厚肉延出部１３とがフレーム１の長手方向において交互に配置されている。

ＬＥＤチップ２は、半導体発光装置Ａの光源であり、所定の波長の光を発する半導体発光素子である。ＬＥＤチップ２は、たとえばＧａＮなどの半導体材料からなり、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とに挟まれた活性層において電子と正孔とが再結合することにより青色光、緑色光、赤色光などを発する。ＬＥＤチップ２は、リードフレーム１のうち比較的短尺である部分（第２リードフレーム）に対して、ワイヤ５によって接続されている。

ケース３は、たとえば白色樹脂製であり、全体が長矩形枠状とされている。図３～図５に示すように、ケース３の内面は、テーパ状のリフレクタ３ａとされている。リフレクタ３ａは、ＬＥＤチップ２から側方に発せられた光を上方に向けて反射するためのものである。図４に示すように、ケース３は、薄肉延出部１２を抱え込む格好となっている。また、図２に示すように、ケース３と複数の薄肉延出部１２および複数の厚肉延出部１３とは、互いに入り込みあう関係となっている。

透光樹脂４は、たとえば透明なエポキシ樹脂製であり、ケース３によって囲われた空間に充填されている。透光樹脂４は、ＬＥＤチップ２を覆っており、ＬＥＤチップ２を保護しつつ、ＬＥＤチップ２からの光を透過させる。

次に、半導体発光装置Ａの作用について説明する。

本実施形態によれば、薄肉延出部１２をケース３が抱え込む格好となっている。これにより、ケース３によるリードフレーム１の保持力を高めることが可能である。これにより、リードフレーム１がケース３から抜け出ることを防止することができる。この結果、半導体発光装置Ａは、図２に示すように、幅が１ｍｍ程度のごく狭幅であるにも関わらず、リードフレーム１のうちケース３から露出する部分の面積を大きくすることができる。したがって、ＬＥＤチップ２からの熱を適切に逃がすことが可能であり、半導体発光装置Ａの小型化と高輝度化とを図ることができる。

薄肉延出部１２と厚肉延出部１３とを交互に配置することにより、薄肉延出部１２をケース３に抱え込ませつつ、ケース３から露出した厚肉延出部１３の分だけ、リードフレーム１の露出面積を拡大することが可能である。これは、半導体発光装置Ａの小型化と高輝度化とを図るのに好適である。

本発明に係る半導体発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ 半導体発光装置
１ リードフレーム
２ ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
３ ケース
４ 透光樹脂
５ ワイヤ
１１ ボンディング部
１２ 薄肉延出部
１３ 厚肉延出部

Claims (13)

1. ボンディング部を有する第１のリードフレームと、
   上記ボンディング部の厚さ方向に直交する第１の方向に上記第１のリードフレームから離間した第２のリードフレームと、
   上記ボンディング部の第１の表面に搭載され、上記第１のリードフレームおよび上記第２のリードフレームに電気的に接続された第１の半導体素子と、
   上記第１のリードフレームの一部および上記第２のリードフレームの一部を覆うケースと、
   を備える半導体装置であって、
   上記ボンディング部は、上記第１の表面とは反対側を向き且つ上記ケースの裏面側から露出する第１の露出面を有しており、
   上記第２のリードフレームは、上記ケースの上記裏面側から露出する第２の露出面を有しており、
   上記第１のリードフレームは、上記ボンディング部から上記厚さ方向および上記第１の方向に直交する第２の方向に延びる薄肉延出部と、上記ボンディング部から上記第２の方向に延びる厚肉延出部と、をさらに備えており、
   上記薄肉延出部は、上記ボンディング部の上記第１の表面と面一である第２の表面と、上記厚さ方向において上記第１の露出面と同じ側を向き、かつ上記ボンディング部の上記第１の露出面よりも上記厚さ方向において上記第１の表面側である上記ケース内方に位置するとともに上記ケースによって覆われた第１面と、を有し、
   前記厚肉延出部は、上記薄肉延出部と隣り合っており、かつ、厚さが上記ボンディング部と同じであり、上記ケースから露出している第３の露出面を有し、
   上記厚肉延出部の上記第３の露出面は、上記ボンディング部の上記第１の露出面と同一平面上にあることを特徴とする、半導体装置。
2. 上記第２のリードフレームは、上記ボンディング部よりも厚さが薄い薄肉延出部を含む、請求項１に記載の半導体装置。
3. 上記第１のリードフレームは、複数の上記薄肉延出部を含む、請求項１に記載の半導体装置。
4. 上記第１のリードフレームは、金属からなる、請求項３に記載の半導体装置。
5. 上記第１のリードフレームには、上記第１の半導体素子以外の半導体素子は搭載されていない、請求項３に記載の半導体装置。
6. 上記第１のリードフレームは、平面視において上記ケースから上記第１の方向に突き出ており且つ上記ボンディング部と同じ厚さを有する端子部を含み、
   上記端子部は、上記第１の方向に延びる第１の突起および第２の突起を含み、
   上記端子部には、上記第１の突起と上記第２の突起との間に位置する凹部が形成されている、請求項３に記載の半導体装置。
7. 上記第１の突起および上記第２の突起は、上記ボンディング部と同じ厚さを有する、請求項６に記載の半導体装置。
8. 上記第１の突起および上記第２の突起は、上記第１の方向の長さが互いに等しい、請求項６または７に記載の半導体装置。
9. 上記第１のリードフレームの上記厚肉延出部と上記薄肉延出部とは、上記第１の方向に隣り合っており且つ互いに離間している、請求項３に記載の半導体装置。
10. 上記第１のリードフレームは、複数の上記薄肉延出部と複数の上記厚肉延出部とを含む、請求項３に記載の半導体装置。
11. 上記第１のリードフレームの上記複数の薄肉延出部と上記複数の厚肉延出部とは、上記第１の方向に沿って交互に配置されている、請求項１０に記載の半導体装置。
12. 半導体装置が回路基板に実装された実装構造であって、
    上記半導体装置は、
    ボンディング部を有する第１のリードフレームと、
    上記ボンディング部の厚さ方向に直交する第１の方向に上記第１のリードフレームから離間した第２のリードフレームと、
    上記ボンディング部の表面に搭載され、上記第１のリードフレームおよび上記第２のリードフレームに電気的に接続された第１の半導体素子と、
    上記第１のリードフレームの一部および上記第２のリードフレームの一部を覆うケースと、
    を備え、
    上記第１の半導体素子の熱が上記ボンディング部を介して上記回路基板に伝達され、
    上記ボンディング部は、上記ケースから露出する第１の露出面を有しており、
    上記第２のリードフレームは、上記ケースから露出する第２の露出面を有しており、
    上記第１のリードフレームは、
    上記ボンディング部から上記厚さ方向および上記第１の方向に直交する第２の方向に延びており、厚さが上記ボンディング部と同じであり、上記ケースから露出している第３の露出面を有する厚肉延出部をさらに備えており、
    上記厚肉延出部の上記第３の露出面は、上記ボンディング部の上記第１の露出面と同一平面上にあり、
    上記第１のリードフレームは、上記ボンディング部から上記第２の方向に延びており、厚さが上記ボンディング部よりも薄く且つ上記厚肉延出部と隣り合う薄肉延出部をさらに備えることを特徴とする、実装構造。
13. 上記薄肉延出部は、表面が上記ボンディング部の表面と面一であり、上記ボンディング部の上記第１の露出面よりも上記ケース内方に位置する第１面を有する、請求項１２に記載の実装構造。

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